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Gli edifici storici e il rischio sismico

Come preservare gli edifici storici dal rischio sismico, mettendo in atto interventi di rafforzamento capaci di preservarne le caratteristiche architettoniche.
Edifici storici compromesso tra tutela e sicurezza statica

In un precedente articolo riguardante le agevolazioni fiscali rivolte a chi intende realizzare opere di miglioramento o adeguamento sismico, ho messo in risalto le difficoltà operative dei vari interventi, indicando le diverse casistiche in rapporto anche al tipo di struttura con cui un edificio è realizzato.

Quando tali interventi riguardano edifici cosiddetti storici, ovvero, fabbricati che per il loro valore storico, architettonico, artistico e culturale, ricadono sotto la tutela di organismi preposti come le soprintendenze, le procedure diventano più complicate sia dal punto di vista delle autorizzazioni in materia edilizia, sia per la difficoltà di poter attuare un vero e proprio intervento di adeguamento antisismico.

Edificio storico
Si può ben capire guardando uno di questi edifici, come sia complesso, se non impossibile, realizzare un vero adeguamento antisismico, rispettando le normative vigenti in materia e nello stesso tempo mantenendo inalterato il pregio architettonico dell’edificio nel suo insieme, senza alterazioni di sorta.

 

A quanto detto, va aggiunta la necessità di dover intervenire, servendosi di ditte specializzate che, oltre a disporre della necessaria competenza ed esperienza, incidono sul costo dell’intervento in maniera più onerosa, rispetto a quello di interventi più ordinari.

Spesso, all’interno di tali edifici, non è possibile sostituire parti strutturali con elementi moderni, senza alterarne l’aspetto architettonico, si pensi a un salone con soprastante solaio in legno in cui sia presente nella parte estradossale un pregevole soffitto a cassettone, oppure una parete portante affrescata, una volta decorata, ecc.

Volta da consolidare in edificio storico
In considerazione di quanto esposto, tali edifici possono essere trattati con una serie di interventi miranti a rendere le varie parti strutturali collaboranti tra loro, al fine di affrontare l’evento sismico con maggior sicurezza.

Gli ultimi eventi sismici, hanno messo in risalto ancora una volta tale necessità: infatti, laddove erano state collocate delle tirantature come le classiche catene costituite da tiranti e capochiave, gli episodi di ribaltamento fuori piano delle murature perimetrali sono apparsi contenuti, con conseguenze meno catastrofiche rispetto ad altre situazioni in cui tali collegamenti mancavano.

Mediante gli stessi tiranti, è inoltre possibile stabilizzare il comportamento di archi e volte, lasciando a vista tali presidi, senza che ciò possa compromettere il valore architettonico dell’opera.

In questa sede, non è possibile approfondire tutte le metodiche di intervento, dedicate alle singole parti strutturali, pertanto, se ne evidenziano quelle più comuni e soprattutto di più immediata realizzazione, rimandando a trattazioni specifiche ulteriori approfondimenti.
Edifici storici problemi di consolidamento

In effetti il comportamento del classico castello costruito impiegando le carte da gioco di cui molti di noi hanno fatto esperienza nella propria infanzia, lo si elimina nella realtà, attraverso una serie di interventi tesi a rendere le murature e le atre parti strutturali collaboranti tra loro staticamente.

Intervenire sulle murature portanti è possibile mediante tecniche e soluzioni diverse, tenendo in conto come non tutte le metodiche possono impiegarsi in maniera indifferenziata su ogni tipo di muratura da consolidare.

Muratura lesionata da consolidarePer quelle parti di muratura, rivestite da opere, come boiserie in legno o altre strutture facilmente smontabili e riposizionabili, possono impiegarsi cuciture, placcaggi e altre tipologie di interventi, senza che gli stessi alterino l’aspetto delle opere esistenti.

In altri casi, quando la tipologia del muro mette in evidenza materiali e tecniche particolari impiegate all’epoca della loro realizzazione, occorre ridurre l’invasività e pertanto andrà analizzata con attenzione la stratigrafia della muratura, al fine di valutare la possibilità di procedere mediante iniezioni con leganti dedicati, attuando una corretta stilatura delle fughe e altro ancora.

Un intervento utile in molti casi, al fine di migliorare la resistenza delle opere murarie, è costituito dalla rimozione di tutte le superfatazioni emerse in sede di rilievo dello stato dei luoghi.
Tali elementi sono rappresentati da tutta una serie di opere realizzate in epoca più recente, che in qualche misura hanno modificato, alterato e in alcuni casi compromesso l’integrità strutturale dell’edificio, oltre a comprometterne l’aspetto architettonico.
Edifici storici la scelta degli interventi caso per caso

Esempi di tali interventi sono rappresentati da aperture di vani, disallineamento in verticale degli stessi, presenza di canne fumarie, chiusure di rientranze e nicchie di nessuna rilevanza architettonica, allargamento di vani, cambi di destinazione d’uso di alcuni locali con conseguente aggravio dei carichi sulle strutture, ecc.

Per quanto riguarda le strutture orizzontali, diversi sono gli interventi realizzabili in relazione al tipo e alle caratteristiche di costruzione delle stesse.
Il presupposto di tali interventi deve sempre e comunque essere quello di poter trasmettere alle murature sottostanti le forze di piano dovute alle sollecitazioni sismiche.

In tale sinergia riveste grande importanza l’impiego di cordolature in sommità delle murature, da realizzare almeno su due terzi del loro spessore.

La presenza del cordolo è importante anche per meglio distribuire le sollecitazioni delle soprastanti strutture come solai e più ancora tetti spingenti; infatti, putrelle in ferro, travi in legno portanti, in seguito alle sollecitazioni sismiche, provocano nella muratura sottostante lesioni da taglio localizzate, le quali, in presenza di un cordolo vengono evitate, grazie alla distribuzione dei carichi verticali su una superficie muraria più estesa.

Pilastri isolati in muratura, possono essere cerchiati con i classici canestrelli di acciaio, migliorando in tal modo la loro stabilità, specialmente quando manifestano lesioni dovute a fenomeni di pressoflessione.
Particolare attenzione va rivolta alle strutture orizzontali costituite dai solai in legno, tipologia molto frequente negli edifici storici. La loro presenza, in diverse situazioni, rappresenta una difficoltà non da poco nel ricercare la soluzione più adeguata al raggiungimento della sicurezza statica, nel rispetto dei valori architettonici e culturali dell’opera.

In zona sismica, la loro presenza impone diverse verifiche, al fine di valutare, oltre al loro reale stato di conservazione, la loro efficacia nel trasmettere le azioni orizzontali alle pareti limitrofe.

Tale garanzia dipende dal tipo di connessioni laterali, dalle dimensioni geometriche delle travi portanti, dalla luce netta dei solai e dal loro grado di appoggio.

Tenendo conto che in zona sismica è sempre utile ridurre al minimo indispensabile i pesi delle strutture unitamente alle azioni spingenti, si rileva come sia importante, la dove possibile, mantenere tali strutture lignee in efficienza.

Solaio in legno di pregio con travi portanti da rafforzare
Generalmente, una volta verificata l’integrità delle travi portanti, sia a vista sia di quelle ammorsate nelle murature, gli interventi di rinforzo di tali strutture orizzontali vengono realizzati mediante l’impiego di connettori all’estradosso con soprastanti strutture leggere di irrigidimento trasversali.

A secondo delle composizioni e orditure delle travi portanti dei solai in legno, occorrerà volta per volta prevedere dei collegamenti con le murature portanti parallele alle orditure principali, con l’impiego di specifici tiranti.

Impiego dei connettori per consolidare solai in legno Tecnaria
Anche per le altre tipologie di solai, come quelli realizzati con voltine e poutrelles metalliche, è possibile intervenire all’estradosso con irrigidimenti e soprastanti solettine leggere armate, e all’intradosso collegando tra loro le singole poutrelles in maniera trasversale, realizzando così una struttura dal comportamento più uniforme.

Analogamente si dovrà procedere in presenza di coperture in legno, come tetti a falde.
La loro presenza, tenendo conto anche delle norme previste dagli strumenti urbanistici vigenti in sito, va mantenuta effettuando le dovute considerazioni circa l’efficacia delle parti strutturali.
Edifici storici tutelati con interventi innovativi

Relativamente al rafforzamento delle parti strutturali lignee, ricordo come oggi, grazie alle nuove tecniche di intervento, è possibile rendere tali strutture più resistenti lasciando nello stesso tempo inalterato il loro aspetto.

A tal proposito, illustro un intervento di rafforzamento delle travi lignee di un solaio in legno di particolare pregio architettonico e artistico, di luce rilevante, per il quale si è reso necessario un rafforzamento delle travi portanti, mantenendo inalterato il loro aspetto.

Adeguamento sismico: Iintervento di rafforzamento delle travi
L’intervento è stato realizzato mediante l’impiego di corde costituite da tessuto in fibra di carbonio del diametro di 6 mm. impregnate in resina epossidica.
Tali corde, sono state inserite longitudinalmente e trasversalmente in appositi solchi ricavati all’interno delle travi portanti. Dopo la loro posa in opera, si è proceduto con la chiusura dei solchi mediante pezzi di legno e stucco epossidico, completando l’opera con una sigillatura di tutte le parti incise con stucco epossidico in pasta.

Il risultato, come di seguito si può ben vedere, è più che soddisfacente, conseguendo al contempo un rafforzamento dell’intera struttura, lasciando inalterato l’aspetto estetico.

Come appare evidente, alla luce di quanto descritto, nel caso degli edifici storici non si riesce a raggiungere facilmente l’adeguamento antisismico, attraverso interventi parziali, ma nei casi in cui si è disposti a impegnare somme rilevanti, è possibile raggiungere un buon livello di sicurezza impiegando gli isolatori sismici con i quali creare una discontinuità tra edificio e fondazioni, senza interessare le parti fuori terra.